JP3991750B2 - 面状発熱体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は座席等に用いられる面状発熱体に関するものであり、主に車輌用のシートに装着されるシートヒータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車を中心とした座席の暖房方法として、座席内に面状発熱体を装着し、採暖を行う手法が一般的であった。図8は従来の面状発熱体を車輌用シートに装着した斜視図である。図8において、車輌の座席102には、表皮103とメインパッド104の間に面状発熱体101が装着されている。
【0003】
しかし近年、車室内環境の快適性をさらに向上する手段の一つとして、座席自体の冷房手段の追加が求められ、ペルチェ素子を利用した冷暖房化が実用化された。しかしこの手法では暖房時に暖かい風を座席表面から吹き出すため、実際の温風温度よりも体感的に低く感じ、十分な暖房効果が得られなかった。その結果従来の面状発熱体とペルチェ素子を用いた冷房またはファンによる送風との併用が考えられ、そのための必要要素として面状発熱体の通気性向上が求められた。
【0004】
従来、この種の通気性を有する面状発熱体には、例えば特表平08−507404号公報に記載されているようなものがあった。図9は、前記公報に記載された従来の面状発熱体の断面図を示すものである。
【0005】
図9おいて、加熱素子(以下、面状発熱体)は電気絶縁性と通気性を有するキャリア層(以下、基材)105に加熱ループ(以下、発熱線)106を配設し、発熱線を保護するための摩擦層(以下、保護材)107で構成されている。また通気性を有する基材としてメッシュ構造なども挙げられているが、発熱線106を基材105に固定する方法や保護材107を基材105と発熱線106に取り付ける手段は接着であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、通電の繰り返しによって生じる熱ストレスにより発熱線106を固定している接着剤が劣化し、着座時の負荷などで基材105から発熱線106が剥離するという課題を有していた。
【0007】
また、接着によって発熱線106を基材105に固着するため、発熱線106の自由度がなくなり、負荷に対して発熱線106が断線しやすいという課題を有していた。この現象は座席への着座時の荷重などの負荷によって基材105にしわが発生すると、発熱線106が基材105に固着されているために、発熱線106も基材105のしわに追従して折れ曲がり、このしわ部で発熱線106に荷重が集中し、この折り曲げが繰り返されることで発熱線106が断線に至るものである。特に通気性を持たせるために基材105に貫通孔を設けることにより、基材105の強度が低下し、基材105にしわが発生しやすくなり、その影響で貫通孔がない場合よりも発熱線106が断線しやすくなっていた。
【0008】
さらに、発熱線106を接着により基材105に固着するため、基材105に接着材が含浸し、基材105が硬くなり、座席の着座感を損なうという課題を有していた。
【0009】
また、通気性を向上するためにメッシュ構造の基材105を用いると、発熱線106と基材105間での接着面積が小さくなるため、着座時の荷重に対し発熱線106を十分に保持できないため、基材105と保護材107で発熱線106を挟んで固着することで、発熱線106に対する接着力を向上するとともに、発熱線106に直接掛かる荷重を低減する必要があったが、部材や生産時の作業が増えるという課題を有していた。
【0010】
本発明は、通気性を確保しつつ、発熱線の基材への固定を確実に行い、加工効率を向上することで安価な面状発熱体を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、メッシュ構造により通気性を有する基材に発熱線を縫製によって固定する際に、基材のメッシュの開口部の開口ピッチが発熱線の縫製ピッチより狭くしたものである。これにより縫製の空うちがなくなり、加工効率が向上し、安価な面状発熱体となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、メッシュ構造により通気性を有する基材と発熱線からなり、発熱線が基材に縫製によって固定され、基材のメッシュの開口部の開口ピッチが発熱線の縫製ピッチより狭い面状発熱体である。この構成により、縫製の空うち状態を防ぐことが可能となり、加工効率を向上することができ、安価な面状発熱体を提供することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、メッシュ構造は、発熱線を縫製する際に加える張力方向に対する伸び量が、張力方向に対して直行方向の伸び量より小さくしたものであり、この構成により、縫製加工後の変形を抑えることができ、加工効率を向上することができる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、基材が糸を編むことにより複数の開口部を形成したもので、通気性を確保しつつ、単純なメッシュ構造に比べ強度をアップすることが可能となり、ミシンなどの機械により縫製を行う場合においても、基材として十分な強度を保つことができるとともに、縫製加工後の伸びの戻りによる形状変化をさらに緩和することができ、加工効率を向上することができ、安価な面状発熱体を提供することができる。
【0015】
請求項4に記載の発明は、メッシュ構造の基材は、密に編み込まれた糸からなる小開口と、小開口の間に形成される大開口から構成され、小開口は大開口に隣接する複数の糸からなり、小開口は大開口を取り囲んだものであり、この構成により、基材の機械的強度を向上させると共に、充分な通気性を得ることができ、加工効率を向上することができ、安価な面状発熱体を提供することができる。
【0016】
請求項5に記載の発明は、メッシュの開口部の形状を略菱形、略円形、略亀甲形のいずれかとしたもので、縫製加工時における基材の保持方向に対する伸びを縮小することが容易となり、縫製加工後の伸びの戻りによる形状変化を緩和することができ、加工効率を向上することができ、安価な面状発熱体を提供することができる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
【0018】
(実施例1)
図1は本発明の通気性を有する基材に発熱線を縫製によって固定した面状発熱体の概略図である。図1において通気性を有する基材1は貫通孔3を有し、発熱線2は縫製によって基材1に任意の配線パターンに基づいて固定されている。
【0019】
図2は本発明の発熱線の固定を縫製により行った一例を示した図である。図2において上糸4と下糸5によって発熱線2は基材1に固定されている。
【0020】
以下に本構成の作用を説明する。図2に示すように、縫製に用いる上糸4と下糸5により発熱線2を基材1に固定することにより、接着剤で発熱線2を固定した場合のように通電の繰り返しによって生じる熱ストレスによって接着剤が劣化し、発熱線が基材から剥離することがない。
【0021】
また、発熱線2は上糸4と下糸5の間で挟持されているだけであり、発熱線2は図2における左右方向にある程度の自由度を有している。これにより着座時の負荷などによって基材1にしわが発生した場合、従来の接着による固定では発熱線2がしわに追従し鋭角に折れ曲がり、その繰り返しで断線するのに対し、本実施例の縫製による固定では、ある程度、発熱線2が自由に動けるため、鋭角に折れ曲がることを緩和し、断線しにくくすることができる。特に、貫通孔が多くなるとしわが発生しやすくなるため、着座時の荷重に対する耐久性を向上することができる。
【0022】
さらに、従来の接着による発熱線の固定よりも面状発熱体としての伸縮性を向上することもできる。前記従来の構成では、発熱線を接着剤にて固着するため、接着剤が基材に含浸し、基材が硬くなるとともに、発熱線自体の自由度も低く、着座時の座席の撓みに対して追従できず、座席の着座感を損なうこともあったが、本発明のように縫製によって発熱線2を固定することにより、基材1が硬くならず、かつ発熱線2の自由度が高いため、着座時の座席の撓みに対して追従できるため、座席の着座感を損なわないようにすることができる。
【0023】
なお、本実施例では縫製によって発熱線2を固定する手段として上糸4と下糸5を用いたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、縫製方法によっては下糸5自体をなくし、替わりに発熱線2を使用することにより、発熱線2を固定することもできる。
【0024】
また、本実施例では、貫通孔3を発熱線2の間としているので、発熱線2を配線した後にプレス等で貫通孔を設けることができる。
【0025】
逆に、図示していないが、孔径が発熱線の縫製ピッチ以下の貫通孔を予め基材に設けておいて、ヒータを配線する事も可能であり、この場合は、面状発熱体の全面に渡って均一な通気性を確保することが出来ると共に、縫製時の空うちが生じないので確実に発熱体の固定が可能となる。
【0026】
(実施例2)
図3はメッシュ構造の基材に発熱線を縫製によって固定した面状発熱体の概略図である。図3において基材7はメッシュ構造であり、発熱線6は縫製によって基材7に任意の配線パターンに基づいて固定されている。
【0027】
基材7はメッシュ構造であり、不織布などの基材1に貫通孔を設けるよりも良好な通気性を容易に持たせることが可能である。
【0028】
また、メッシュ構造の基材7に発熱線6を固定する場合、発熱線6と基材7との接触面積が小さいため、接着により発熱体6と基材7を固着すると、着座時の荷重に対して十分な固定ができず、発熱線6が基材7から剥離してしまうこともあるが、縫製によって発熱線6を基材7に固定することにより、荷重に対しても発熱線6を基材7に十分に固定することができる。
【0029】
また、図4は基材のメッシュ構造を糸を編んで構成した図を示すもので、基材8は、糸9が密に編み込まれた小開口部10aと、小開口部10aの間に形成される大開口部10bとから構成されている。図に示すように、小開口部10aと大開口部10bとを組み合わせて基材8を構成することにより、基材8の機械的強度を向上させると共に、十分な通気性を得ることができる。即ち、一般的にメッシュの交差部を2本の糸だけで構成した場合、基材にかかるストレスがメッシュの交差部に集中し、その結果交差部においてメッシュが破れるなどの課題があるが、本実施例のように大開口部10b間を複数の糸で構成する網目状の小開口部10aとすることにより、着座による荷重に対して交差部にかかる応力を分散することができ、基材8の強度を向上させることができるのである。
【0030】
また、メッシュの開口部の形状の例を図5(a)、(b)、(c)に示す。図5(a)、(b)、(c)はメッシュの開口部の形状が各々略菱形、略円形、略亀甲形である基材であり、基材11a、11b、11cは、各々略菱形の大開口部12a、略円形の大開口部12b、略亀甲形の大開口部12cと小開口部13a、13b、13cから構成されている。このように構成することで、隣接する大開口部を密の配置することが出来るので、開口部の総面積を最も大きく確保できると共に、機械的強度を確保することが出来る。
【0031】
なお、基材11a、11b、11cのメッシュ構造を構成する素材はポリエステル等からなる糸等によって構成されている。ここでメッシュ構造を構成する部位の材料や構成は限定されるものではなく、また開口形状についても図5に限定されるものではない。
【0032】
図5に示すようなメッシュ開口形状を有する基材11a、11b、11cを用いることで、縫製加工後の面状発熱体の形状変化を容易に緩和することができる。その手段を図5(a)の基材を用いた場合について次に説明する。通常ミシンなどの発熱線6を固定するための設備は、ミシン針の位置を移動させず基材11aを移動させるが、基材11aを移動させるためには基材11aの送り方向側またはその垂直方向側の基材11aを保持し、その保持具を移動させることが必要である。しかし保持具にて基材11aを保持し移動させるためには、基材11aに対してある程度の張力を加えることになる。ここでメッシュのような伸縮性の高い基材11aの場合、保持することによる基材11aの伸びが大きくなるため、発熱線6の縫製加工後にその伸びが戻り、発熱線6の固定形状や面状発熱体の外形形状に歪みなどを生じさせてしまう課題があった。この課題は基材11aを保持する際に発生する張力に合わせて、メッシュの開口形状またはその方向を適切に選定することで解決することができる。例えば図6はメッシュの大開口形状が略菱形の基材の拡大図であるが、このような略菱形形状の場合、同じ張力を基材に加えても、方向Bに対する変形量よりも方向Aに対する変形量が小さいため、縫製時において保持具をA側に取り付けることで、加工後の変形を抑えることができる。これはメッシュの大開口部の形状が略円形、略亀甲形においても同様であり、基材11aの保持方向に対する伸びを小さくすることで、加工後の伸びの戻りも小さくなり、外形形状、発熱線6の固定位置等の精度を向上できる。なお本実施例では大開口部の形状として略菱形、略円形、略亀甲形を挙げているが、これに限定するものではなく任意の形状とすることができる。
【0033】
(実施例3)
図7は縫製ピッチとメッシュの開口部のピッチの関係を示した概略図である。図7において、発熱線15は上糸16と下糸17によりメッシュ状の基材14に任意のパターンに基づいて固定されている。また18は縫合部で、上糸16と下糸17を交差させ、基材14への固定を行う役割を果たす場所である。ここでメッシュの開口ピッチCと発熱線15の縫製ピッチDの関係をC<Dとすることで、加工効率が向上することができる。仮にC>Dとした場合、縫合部18が1開口部に対して2箇所発生することがあり、基材14への固定の役割を果たさない縫合部18を加工することとなり、加工効率が低下する。つまりC<Dとすることで、無駄な縫合部18を加工することなく、加工効率を向上することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、通気性を確保しつつ、発熱線の基材への固定を確実に行い、加工効率を向上することで安価な面状発熱体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1におけるの面状発熱体の斜視図
【図2】 本発明の実施例1における面状発熱体の発熱体固定部を示す側面図
【図3】 本発明の実施例2における面状発熱体の斜視図
【図4】 本発明の実施例2における面状発熱体の他の基材の詳細を示す構成図
【図5】 (a)本発明の実施例2における面状発熱体の他の基材を示す平面図
(b)本発明の実施例2における面状発熱体の他の基材を示す平面図
(c)本発明の実施例2における面状発熱体の他の基材を示す平面図
【図6】 本発明の実施例2における面状発熱体の大開口部を示す拡大図
【図7】 本発明の実施例3における面状発熱体の平面図
【図8】 従来の面状発熱体の車輌用座席への装着状態を示す斜視図
【図9】 従来の面状発熱体の側断面図
【符号の説明】
1、7、8、11a、14 基材
2、6、15 発熱線
3 貫通孔
10b、12a、12b、12c 大開口部(開口部)
Claims (5)
- メッシュ構造により通気性を有する基材に、発熱線を縫製によって固定した面状発熱体であって、前記基材のメッシュの開口部の開口ピッチが前記発熱線の縫製ピッチより狭い面状発熱体。
- メッシュ構造により通気性を有する基材に、発熱線を縫製によって固定した面状発熱体であって、前記メッシュ構造は、前記発熱線を縫製する際に加える張力方向に対する伸び量が、前記張力方向に対して直行方向の伸び量より小さい面状発熱体。
- メッシュ構造の基材は、糸を編むことにより複数の開口部を形成した請求項1または2に記載の面状発熱体。
- メッシュ構造の基材は、密に編み込まれた糸からなる小開口と、前記小開口の間に形成される大開口から構成され、前記小開口は前記大開口に隣接する複数の糸からなり、前記小開口は前記大開口を取り囲んで構成された請求項3に記載の面状発熱体。
- メッシュ構造の基材の開口部は、略菱形、略円形、略亀甲形のいづれかとした請求項1〜4のいずれか1項に記載の面状発熱体。
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